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Un scanner TEP haute performance à intégrer dans les systèmes IRM actuels

Surtout connue pour son rôle clé dans la détection et le suivi de l’évolution du cancer en cours de traitement, l’imagerie TEP propose en réalité une multitude d’autres applications cliniques. La neurologie en est une. Le projet MINDVIEW a récemment exploité son potentiel en développant un dispositif compact d’imagerie cérébrale par TEP qui peut être combiné avec des systèmes IRM existants pour mieux diagnostiquer la schizophrénie.
Un scanner TEP haute performance à intégrer dans les systèmes IRM actuels
Outre sa haute résolution et son efficacité, les principaux avantages du nouveau dispositif d’imagerie par TEP de MINDVIEW (Multimodal Imaging of Neurological Disorders) sont le coût considérablement réduit, sa taille et le fait qu’il permet de réaliser en même temps la tomographie par émission de positrons (TEP) et l’imagerie par résonance magnétique par radiofréquence (IRM RF).

«IRM et TEP fournissent des informations complémentaires», explique le professeur José María Benlloch Baviera, coordinateur du projet et directeur de l’Institut d’instrumentation en imagerie moléculaire (I3M) de la CSIC. «L’IRM fournit des images de haute qualité et à haute résolution sur la morphologie des tissus mous, très utiles pour localiser les lésions dans le corps. En revanche, les images TEP fournissent des informations sur les processus physiologiques se produisant dans des organes et des sous-structures différents. Ces deux technologies se potentialisent mutuellement: Par exemple, les informations de l’IRM peuvent être utilisées pour mieux positionner les informations physiologiques de la TEP dans le cerveau.»

Le potentiel est gigantesque pour un diagnostic précis et précoce de troubles mentaux comme la schizophrénie et la dépression sévère. Les produits radiopharmaceutiques pour TEP spécifiques aux voies neurotransmettrices, comme les glutamatergiques, les sérotoninergiques ou les dopaminergiques, peuvent être visualisés, tandis que les zones du cerveau activées en effectuant une tâche sont suivies sur une IRM fonctionnelle. Selon le professeur Benlloch Baviera, cela pourrait éventuellement conduire à un diagnostic précis et quantitatif des troubles mentaux, impossible à obtenir avec les techniques actuellement disponibles.

Le système TEP de MINDVIEW se distingue également par sa conception. Comparé aux dispositifs actuels composés de milliers de petits pixels cristallins couplés à un réseau de photo-capteurs, celui-ci ne comprend que 60 grands blocs cristallins monolithiques couplés d’un côté à un plan de matrice de capteurs photoélectriques au silicium. «Cette conception présente plusieurs avantages en matière de performances. Puisqu’une quantité égale de lumière est émise dans toutes les directions, nous pouvons déterminer la profondeur des interactions des rayons gamma en mesurant la largeur de la distribution lumineuse. En d’autres termes, nous pouvons trouver la position 3D de l’impact des rayons gamma. Cette fonction est essentielle pour éviter le flou de l’image lors de l’utilisation de scanners proches de l’organe. De plus, la lumière est directement détectée par les capteurs au lieu de rebondir dans le pixel. En principe, cela permet une meilleure résolution énergétique et temporelle, ce qui réduit le bruit du signal sur l’image», explique le professeur Benlloch Baviera.

Une telle conception permet également de réduire considérablement les coûts, car elle élude les tâches comme la découpe, le polissage, la peinture et le collage de milliers de pixels en un seul bloc. Il s’agit d’une incitation majeure pour les hôpitaux qui doivent généralement payer entre 4 et 7 millions d’euros pour les systèmes de PET/IRM commerciaux. Même de plus petites cliniques qui ne peuvent pas se permettre un nouveau système de TEP/IRM du corps entier pourraient être en mesure d’acquérir cette technologie puissante.

Dernier point, mais non des moindres, la nouvelle conception permet de profiter d’un système portable qui peut facilement être rangé quand il n’est pas nécessaire pour un examen IRM particulier. Comme le souligne le professeur Benlloch Baviera, cela représente une avancée technique majeure, car l’interférence mutuelle des modalités d’imagerie IRM et TEP, en particulier lorsqu’elles sont physiquement si proches l’une de l’autre, serait normalement importante.

«Par exemple, le champ élevé (3 Tesla) produit par l’aimant principal de l’IRM peut complètement dégrader les performances des capteurs photo et de composants électroniques du scanner PET. Pour éviter cet effet, des capteurs photo spéciaux basés sur la technologie du silicium ont été développés et des composants électroniques et des connexions non paramagnétiques ont été utilisés», explique-t-il. «En outre, un blindage innovant des modules PET et de la bobine RF a été conçu pour éviter les courants de Foucault qui faussent l’homogénéité élevée du champ magnétique nécessaire à une image IRM de qualité supérieure.»

L’appareil est actuellement testé sur des patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA).

Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

MINDVIEW, TEP, IRM, neurologie, cerveau, diagnostic, troubles mentaux, neurotransmetteurs, maladie d’Alzheimer, schizophrénie